微机原理与接口技术部分课后题答案 艾德才版

第一章
1、从宏观上看：计算机硬件部分由哪几个部分组成？各自起什么作用？答：①由运算器、存储、控制器、输入、输出设备组成。

②作用：存储器：存放程序和数据；运算器：对信息或数据进行加工处理和运算；
控制器：根据指令译码器对于指令操作码的译码，产生实现指令功能所需要的全部动作的控制信号；
输入、输出设备：保存指令和数据，实现外部世界与计算机之间的信息交换，是人机互动的一种重要手段，提供了人机交互的硬件环境。

2、CPU的主要功能和组成？
答：由运算器、控制器和通用寄存器组成，是分析指令和执行指令的部件，是计算机的核心。

3、在微处理器芯片的发展过程中，Intel的16位微处理器芯片有几种？说说他们的名称。

答：8086、8088、80186、80286
4、到目前为止，Intel的32位微处理器芯片有几种，说其名称。

答：32位的80386、80486，经典奔腾Pentium，高能奔腾Pentium Pro、PentiumⅡ、Ⅲ、Ⅳ等。

5、程序计算器PC在微型计算机系统内作用是什么？
答：存放当前要执行指令的地址。

6、指令寄存器IR在微型计算机中的作用是什么？
答：用来存放当前正在执行的指令，指令指针IP是存放下一条要执行指令的地址。

7、什么是ALU？它的作用是什么？答：算术逻辑部件，其作用是对信息或数据进行加工处理和运算。

8、微处理器的基本操作是？
答：由运算器、控制器集成，微处理器是通过一些简单的算术运算和逻辑运算来完成任何一种复杂操作和任何一项任务的。

9、控制器由那些主要部件组成？各部分作用是什么？
答：由指令译码器和控制矩阵组成，分别完成指令译码和指令解码。

10、存储器由哪几个部件组成？
答：地址总线、地址寄存器、地址译码器、存储单元、数据缓冲器。

11、计算机指令周期的执行周期？答：取指令—译码—解码—回写—执行
12、微型计算机的主要性能指标有哪些？
答：字长、主频、内存、存储周期、运算速度。

13、微型计算机常用的位、字节、字、双字、四字分别是什么概念？
答：位是二进制数据的最小单元，一个二进制位只能表示两个状态，一个四字=2个双字=4个字=8个字节=64位14、常用的存储器容量单位是是什么？他们关系如何？
答：KB、MB、GB、TB。

1TB=1024GB=1024²MB=1024³KB 15、微型计算机是如何进行编址的？答：分软硬编址，依次给每个储存单元编号分配地址码。

16、试说明CISC和RISC微处理器的特点。

答：CISC（复杂指令系统计算机）：指令格式复杂，寻址方式复杂，指令系统规模庞大，指令经编译后生成的指令程序较小且执行快速，节省硬件资源，占用较少的存储器。

RISC（精简指令系统计算机）：指令格式简单，寻址方式简单，每个计算机周期执行一条指令，进行的是寄存器与寄存器之间的操作，提高了CPU的运算速度。

17、Pentium微处理器是CISC还是RISC？为什么？
答：包含RISC的CISC系统，为了使新的微机与前辈机在软件上兼容，指令系统只能扩充，而不能删减任何一条指令，为了提高速度又增加了cache。

18、微型计算机的发展。

答：第一代电子管时代，第二代晶体管时代，第三代IC 时代，第四代超大规模集成电路。

19、Intel 创始人摩尔。

摩尔定律：集成电路芯片内晶体管每18个月，集成度翻一番。

20、1971年美国Intel 公司开发出全球第一块微处理器4004芯片。

21、微型计算机分为单片机、单板机、多板机。

22、简述当今流行的计算机多层次结构。

第二章
1、Pentium 及8086微处理器可以在什么样的操作模式下操作？
答：Pentium ：保护模式、实地址模式、系统管理模式。

8086：最小工作模式、最大工作模式（当链接协处理器8087时用完成正弦余弦等浮点运算）
2、何为保护模式？Pentium 为什么还要设置实模式？
答：是微处理器的本机状态，在这个模式下所有指令及体系结构均可使用。

提供了8086微处理器的程序设计环境。

3、8086微处理器有哪些寄存器？说明他们的名称、大小、作用、个数。

答：8086配有14个16位寄存器，按其功能分为3类，即8个通用寄存器、4个段寄存器和2个控制寄存器。

通用寄存器：①数据寄存器：指的是AX 、BX 、CX 和DX ，其功能是用来存放参与运算的数据或运算的结果。

②指针寄存器：SP （堆栈指针寄存器）、BP （基地址指针寄存器）。

都是16位寄存器，均可存放数据，更重要的是存放内存单元的偏移地址。

SP 与SS （堆栈首单元的基地址）配对使用，可确定栈顶的实际地址；BP 与SS 配对使用，可确定数据在堆栈中的实际地址。

③变址寄存器：SI （源变址寄存器）DI （目的变址寄存器）。

用于指令的间接寻址或变址寻址。

SI 、DI 一般与段寄存器DS 联用，以确定数据段中某一内存单元的实际地址。

④段寄存器：8086的段寄存器共有4个，分别是CS 、DS 、SS 和ES ，都是16位寄存器，用于存放段基地址。

⑤控制寄存器：IP （指令指针寄存器）、FLAGS （标志寄存器)，都是16位寄存器，IP 用来存放下一条要执行的指令在代码段的偏移地址。

FLAGS 用于存放系统地一些标志信息。

4、什么是超标量执行？它在Pentium 上是如何实现的？
答：超标量执行就是在微处理器的不同流水线中各自执行指令能力的表征。

在Pentium 整数运算部件内配置的超标量执行机构允许两条指令以并行方式执行，把生成地址的硬件和算术逻辑部件配置成两条各自独立的整数流水线。

5、在流水线操作情况下，指令是怎样执行的？
答：第一个时钟周期一条指令预取，第二个周期第一条指令首次译码，第二条指令预取.....第五个周期，第一条指令回写，第五条指令预取，即每个指令分别对应一次动作。

6、指令执行步骤：指令预取PF ，指令
首次译码D1，二次译码D2，指令执行EX，指令回写WB。

7、什么是流水线技术？在Pentium微处理器中为什么采用此技术？
答：把指令的操作处理分解成许多更小的操作步骤，或操作阶段，每个步骤和操作阶段都由各自独立电路实现，当一条指令指令完了一个操作步骤之后，它就按顺序进入到流水线操作的下一个操作步骤，而前一个操作则会继续处理后续的指令。

在Pentium中，不同指令的不同步骤在同一个时钟周期内被执行，可提高CPU的指令执行速度。

8、流水线与非流水线技术的区别？答：非流水线技术中不同指令不同步骤在同一时钟周期依次执行，而流水线技术明显快于非流水线技术。

9、段寄存器为什么要分段？对什么进行分段？
答：寄存器最大为16位，地址线有20位，16位寄存器放不下20位地址，故此要分段，将1MB内存分成4种逻辑段。

10、堆栈段里放堆栈，秩序先进后出，后进先出。

11、8086CPU由哪些部件组成？
答：总线接口单元（BIV），执行单元（EV），寄存器组。

12、8086的标志寄存器位0、位6、位10表示处理器什么信息？
答：位0是进位标志位CF，当运算结果产生进位或错位，把该位置1，否则把该位置0.
位6是零标志位ZF，当运算结果为零时，该位置1，否则置0.
位10是定向标志位DF，在执行串操作指令时，若DF=0，则变址指针自动增量，当DF=1，自动进行减量。

13、存储器呈金字塔形，自上而下为寄存器、高速缓存、内存、硬盘和光盘。

第三章
1、存储管理：是硬件配合软件的一种管理存储方式，一种硬件机制，提高存储器的存储功能。

存储管理是通过分段存储管理对存储器进行管理的。

2、8086微处理器分段部件的作用是什么？
答：8086寄存器是16位，地址总线20位，因此只能存放16位地址，为了形成20位地址，8086采用分段办法管理1MB存储空间，把内存分成4个逻辑段，即代码段，数据段，堆栈段和附加段。

代码段用于存放当前要执行的指令段，数据段或附加段用于存放指令要访问的数据，堆栈段用于临时存放一些数据。

3、Pentium微处理器的分段作用是什么？
答：分段部件是一种可以提供多个各自独立地址空间的机构，所以段实际上就是一个独立的被保护的地址空间，就是将4GB的存储空间分成若干个独立的被保护的地址空间，每个应用程序都可以使用若干个大小不等的段。

4、8086的段能有多大？能有多小？答：64KB，0字节
5、段描述符由8个字节（64位）组成。

6、GDTR和LDTR分别代表什么意思？其内存存放着什么信息？
答：GDTR全局描述符表寄存器，用来保存全局描述符表GDT的32位线性基地址和16位的段界限。

LTDR局部描述符表寄存器，保存32位的基地址、32位段界限描述符属性及16位的局部描述符表LDT的段选择符。

7、什么是Cache？作用是什么？它在微处理器中得位置？
答：Cache是一种高度的存储器。

作用：拥有保存微处理器当前经常使用的指令和数据的能力，而且还具有存取速率快，命中率高的特点，操作速度快，有效的减少了使用总线周期数量，从而明显增强整个系统性能。

位置：位于处理器和存取速度比较低的主存储
组成，位的编号位0—7,0位是最低位。

字：一个字占用两个连续地址的两个字节，共16位，编号0—15,0位是最低位。

双字：一个双子由四个连续地址的4个字节构成，即2个字，4个字节构成，共32位，编号0—31,0位最低位。

四字：一个四字由8个连续地址的8个字节构成，共64位，编号0—63,0位最低位。

3、在地址为06H 中的四字内容。

4、说明指令操作数来源。

答：①立即数②寄存器③存储器④IP
端口
5、说明位字段、位串与字节串的区别。

答：位字段是位的相邻序列，由连续的一系列位组成，最多包含32位；位串是位的相邻序列，由连续的一系列位组成，最多拥有232-1位；字节串是字节、字、双字的相邻序列，由连续的一系列的字节、字、双字组成的一种数据，字节串规模可小至0字节，大至232-1字节。

6、说明Pentium 的双精度数据由多少二进制位构成？ 答：64位。

7、说明立即操作数寻址的操作过程。

答：加MOV 、AX 、1999H
8、说明寄存器操作数寻址的操作过程。

答：将操作数存放在32位、16位或8位通用寄存器中，并对操作数进行访问操作，称为寄存器操作数寻址。

图为“MOV EDX ，
EAX ”操作过程和结果。

9、说明寄存器间接寻址的操作过程。

答：寄存器内存放的是操作数地址，而不是操作数本身，即操作数是通过寄存器间接得到的，，称为寄存器间接寻址。

10、说明基址加变址寻址的操作过程。

答：操作数位于所选的存储器段内，操作数的有效地址由一个基地址寄存器的内容再加上一个变址寄存器的内容构成，类似于间接寻址方式。

11、直接寻址过程中，操作数在指定存储中。

12、在进行存储器操作数间接寻址时，操作数在存储器中。

第五章
1、下面指令完成什么样的操作？ MOV AX ，BX ---BX 值传送到AX 中 MOV EAX ，EBX
ADD EAX ，EBX ---相加后存在EAX 2、指令MOV BL ，CX 存在什么错误？ 答：8位放不下16位数，位宽不够。

3、说明IN AL ，12H 指令实现什么操作？
答：从12H 端口将4位数送到AL 中。

4、说明OUT DX ，AX 指令是怎样进行操作的？
答：把AX 寄存器中的16位字数据传送到端口DX 。

5、试写出采用ADD 指令实现以下操作的汇编语句。

（1）将BX 寄存器上的内容加到AX 寄存器上；
（2）将常数12H 加到AL 寄存器上； （3）EDI 寄存器上的内容与EBP 寄存器上的内容加法；
（4）将由SI 寻址的数据加到AX 寄存器上。

答：（1）ADD AX ，BX （2）ADD AL ，12H （3）MOV EAX ，EDI ADD EAX ，EBP
（4）ADD AX，{SI}
6、试编写一段程序，将AX，BX，CX，DX和SP的内容累加起来，将累加和存入寄存器ID中。

答：ADD AX,BX
ADD AX,CX
ADD AX,DX
ADD AX,SP
MOV DI,AX
7、指令INC {BX}的错误？
答：INC是单操作数指令，错在没指出操作数的大小。

8、使用一条指令实现从EBX寄存器内容减去1的操作。

答：DEC EBX或SUB EXB，1
9、当执行16位数除法操作时，其商放在哪个寄存器中？
答：商放在AX寄存器中，余数则放在DX寄存器中。

10、用AND命令实现下列操作
(1)寄存器BX内容和寄存器DX内容进行“与”操作，结果存放在BX中；AND BX,DX
（2）将常数0EAH和DH进行“与”操作。

AND DH,0EAH
11、基本指令：
（1）传送指令MOV （2）压绽指令POSH （3）消栈POP （4）加法指令ADD （5）进位加ADC （6）减法SUB （7）错位减SBB （8）减1操作DEC （9）加1操作INC （10）除法DIV （11）乘法MUL （12）逻辑与AND
第六章
中断：CPU执行当前程序过程中，由于某种随机出现的外围设备的请求，使得CPU暂时停止正在执行的程序，转去执行为外围设备服务的程序，当为外围设备服务的程序执行完成之后，CPU返回执行原来的程序。

第七章
1、总线：是一种数据通道，是部件与部件、设备与设备之间传送信息的一组公用信号线。

2、总线分类：①片内总线②局部总线
③系统总线④通信总线
3、总线的构成：①数据总线：计算机系统各部件之间传输数据的路径，把这些信号线组合称为数据总线；
②地址总线：是用来规定数据总线上的数据出于何处被送往何处；
③控制总线：是用来对市局总线、地址总线的访问及其使用情况实施控制。

4、总线的标准特性：物理、功能、电器、时间特性。

5、8086有16条数据总线和20条地址总线，既能处理16位数据，又能处理8位数据。

6、PCI局部总线是高带宽，独立于微处理器的总线。

第八章
1、什么是I/O接口？
答：计算机与外围设备进行连接时的硬件电路与相关软件。

作用：帮助计算机和外围设备完成数据交换。

2、为什么设置I/O接口？
答：①微处理器与外围设备之间不相兼容的问题；
②一台微机有可能需要配有多台外围设备，需要给他们配备各自的设备号，需要通过接口来实现对外围设备的选择；
③由于微机的外围设备种类繁多，操作速度差异很大，通过接口的数据缓冲功能，可实现高速的CPU与低速的外围设备在操作速度上的匹配；
④有些外围设备在进行数据传送操作时，进行的是串行操作，而CPU通常为并行传送操作，通过接口可实现数据串行—并行格式的转换；⑤CPU的输入输出电平与外围设备的输入输出电平有所不同，通过接口可实现两种逻辑部件电平之间的转换；
⑥当CPU启动外围设备工作，要向外围设备发出各种控制信号，CPU通过接
口可将控制信号当成控制命令传送给各外围设备；
⑦外围设备需将其工作状态及时向CPU 报告，通过接口可监视各外围设备的工作状态。

3、接口的主要功能是什么？
答：①设备选择功能；②传送、执行CPU 命令功能；③传送数据功能；④反映I/O 设备工作状态的功能；⑤数据宽度和数据格式转换的功能；⑥信号转换功能。

4、什么是I/O 端口？
答：接口电路中能被CPU 直接访问的寄存器地址，CPU 通过这些地址向接口电路中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。

5、接口的组成：用于控制的命令寄存器、状态寄存器以及数据缓冲寄存器。

6、I/O 查询方式：DMA 方式、查询式、无条件式。

7、程序控制
I/O 过程：
第九章
1、串口接口：将要传送的数据以串行方式进行传送操作。

2、串行数据传送方式：①单工传送方式；②半双工传送方式；③全双工传送方式
3、两种串行数据通信：①同步通信；②串行异步通信
4、RS-232C 总线的特点：①信号线少；②可供选择的传输速率多；③抗干扰能力强；④最大传送距离
5、RS-232C 标准定义了25个引脚组成接口：4个引脚为数据线、11个用于控制，3个用于定时，剩下的留用。

6、USB ：电可擦除只读存储器
7、USB 的特点：①支持即插即用；②现行软、硬件支持；③低成本、低功耗；④价格低廉；⑤支持多达127个外围设备；⑥标准化硬件；⑦支持多种类设备；⑧支持多种传输速率；⑨占用资源少；⑩集中控制策略
第十章
1、并行接口是微机系统和外围设备或其他系统之间并行传送数据的接口，并行协议：82055
2、SCSI 接口特点：独立性、并行性、传输多样性。